Studi Eksperimental Pemantauan Kondisi dan Penilaian Analisa Kinematik Pengereman Pada Mobil Sebelum dan Sesudah Dilakukan Perbaikan
STUDI EKSPERIMENTAL PEMANTAUAN
KONDISI DAN PENILAIAN ANALISA KINEMATIK
PENGEREMAN MOBIL
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Oleh :
ARDHIAN FAUZA
(120401002)
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
i
ABSTRAK
Peningkatan angka kecelakaan lalu lintas yang terus meningkat di Indonesia
membuat Indonesia menjadi negara dengan jumlah korban jiwa terbanyak kelima
akibat kecelakaan lalu lintas di dunia. Banyak faktor yang menjadi penyebab
kecelakaan di Indonesia, salah satunya adalah malfungsi sistem rem kendaraan.
Sistem kendaraan menjadi sangat penting keberaannya di kendaraan yang berperan
sebagai sistem keamanan. Tujuan dari Penelitian ini adalah untuk melihat
perbandingan dan karateristik pengereman mobil secara kinematik dan melihat
apakah parameter output yang ada pada pengujian analisa kinematik yaitu jarak dan
waktu pengereman dapat menjadi indikasi performa dari sistem rem pada
kendaraan. Manfaat penelitian ini adalah sebagai dasar pengetahuan untuk
mengidentifikasi peforma sistem rem kendaraan sehingga kecelakaan akibat
malfungsi pada sistem rem dapat dicegah dan angka kecelakaan yang terjadi di
Indonesia dapat berkurang. Untuk itu maka dilakukan pemantauan dan penilaian
kondisi pada sistem rem kendaraan dengan metode eksperimental dan analisa
kinematik pengereman dengan melakukan percobaan dalam varian parameter input
di kecepatan dan gaya pada pedal rem yang kemudian dibebankan pada sistem rem.
Berdasarkan varian tersebut maka didapatkan perbandingan varian parameter
output jarak pengereman. Berdasarkan input yang diberikan maka fenomena yang
terjadi pada sistem rem kendaraan akan dianalisa. Dengan melakukan analisa dan
validasi pada jarak pengereman terhadap kecepatan kendaraan maka didapatkan
bahwa parameter output yaitu jarak pengereman dapat menjadi parameter indikasi
dari peforma sistem rem yang ada pada kendaraan.
Kata kunci : Angka kecelakaan, identifikasi performa, sistem rem, eksperimental,
analisa kinematik, jarak pengereman
Universitas Sumatera Utara
ii
ABSTRACT
The increasing number of traffic accidents that continue to increase in
Indonesia makes Indonesia the country with the fifth most fatalities due to traffic
accidents in the world. Many factors are the cause of accidents in Indonesia, one of
which is malfunction of vehicle brake system, vehicle system becomes very
important presence in vehicle that acts as security system. The purpose of this
research is to see the comparison and characteristic of kinematic car braking and to
see if the output parameters that exist in kinematic analysis of the distance and
braking time can be an indication of the performance of the brake system on the
vehicle. The benefit of this research is as a knowledge base to identify the
performance of the vehicle brake system so that accidents due to malfunctions in
the brake system can be prevented and the number of accidents occurring in
Indonesia can be reduced. Therefore, monitoring and assessment of the condition
of the vehicle brake system with experimental methods and kinematic braking
analysis by experimenting in variant input parameters at the speed and force on the
brake pedal which is then charged to the brake system. Based on these variants, we
get the comparison of distance variation of output parameters. Based on the input
given the phenomenon that occurs in the vehicle brake system will be analyzed. By
performing analysis and validation at the braking distance to the speed of the
vehicle it is found that the output parameters of the braking distance can be an
indication parameter of the existing brake system performance on the vehicle.
Keywords: Crash rate, performance identification, brake system, experimental,
kinematic analysis, braking distance.
Universitas Sumatera Utara
iii
KATA PENGANTAR
Puji serta syukur ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan karunia dan
rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menjadi Sarjana Teknik di
Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik , Universitas Sumatera Utara. Adapun
judul skripsi yang dipilih diambil dari mata kuliah Pemantauan Kondisi dan
Penilaian, yaitu : “Studi Eksperimental Pemantauan Kondisi dan Penilaian Analisa
Kinematik Pengereman Pada Mobil Sebelum dan Sesudah Dilakukan Perbaikan”.
Dalam Penulisan Skripsi ini penulis banyak mendapatkan bantuan, motivasi
dan pengetahuan dari pihak – pihak yang terkait dalam proses pembuatan skripsi
ini. Dalam pembahasan dan penyajian serta penulisan penulis telah berupaya sebaik
– baiknya dengan disiplin ilmu yang telah didapatkan dari perkuliahan, juga arahan
dan bimbingan dari Bapak Dr.Ir. M. Sabri, M.T. selaku dosen pembimbing.
Pada Kesempatan ini, penulis tidak lupa mengucapkan terimakasi sebesar –
besarnya kepada :
1. Kepada kedua orang tua penulis Irwan Salim dan Khamsi Zahrani atas
dukungan, doa, pengorbanan, dan kasih sayang yang selalu mereka berikan
kepada penulis, dengan dukungan dan kasih sayang mereka penulis akhirnya
dapat menyelesaikan skripsi ini.
2. Bapak Dr. Ir. M. Sabri, M.T. Selaku Dosen Pembimbing Skripsi yang banyak
memberikan arahan, bimbingan, motivasi, nasehat dan pelajaran yang sangat
berharga selama proses penyelesaian skripsi ini.
3. Bapak Dr. Ir. M. Sabri, M.T. dan Terang U.H.S.G Damanik, S.T., M. Sc.
Selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara.
4. Seluruh Staf Pengajar DTM FT USU yang telah memberikan bekal
pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi hingga penulis berhasil
menyelesaikan skripsi ini.
Universitas Sumatera Utara
iv
5. Bapak Ir. Risman Heriadi selaku kepala bengkel SUZUKI Jln. Adam Malik,
Medan yang telah berkenan untuk berdiskusi dengan penulis
6. Teman satu tim saya Anggi Nasution, Ramadhansyah putra, Taufiq Ridho
dan Nofiqbal Anissa yang selalu memberikan mendukung, motivasi, dan
menemani saya dalam menyelesaikan tugas skripsi ini
7. Teman – teman seperjuangan Teknik Mesin stambuk 2012 yang telah banyak
memberikan motivasi dan bantuan dalam penyelesaian skripsi ini.
Semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua dan dapat digunakan sebagai
pengembangan ilmu yang didapatkan selama dibangku kuliah. Apabila terdapat
kesalahan dalam penulisan dan penyusunan serta bahasa yang tidak tepat dalam
skripsi ini maka penulis mengharapkan saran dan kritikan yang bersifat
membangun dalam penyempurnaan skripsi ini.
Medan, Mei 2017
Penulis,
Ardhian Fauza
120401002
Universitas Sumatera Utara
iv
DAFTAR ISI
Hal
ABSTRAK
i
KATA PENGANTAR
iii
DAFTAR ISI
iv
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
viii
DAFTAR NOTASI
xi
BAB 1. PENDAHULUAN
1. 1.
1. 2.
1. 3.
1. 4.
1. 5.
Pendahuluan
Tujuan Penelitian
Batasan Masalah Penelitian
Manfaat Penelitian
Sistematika Penulisan
1
2
2
3
3
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sistem rem
2.2. Jenis – Jenis Sistem Rem
2.2.1. Jenis – Jenis Sistem Rem berdasarkan prinsip kerjanya
2.2.2. Jenis – Jenis Sistem Rem Berdasarkan
Sistem Kendali/kontrol
2.3. Tipe – Tipe Rem
2.3.1. Rem cakram / Disk Brake
2.3.2. Drum Brake / Tromol
2.4. Komponen Sistem Rem
2.5. Mekanisme Kerja Rem
2.6. Kajian yang Dipilih Dalam Akademik
2.6.1. Pemilihan Sistem Rem Dalam Kajian Akademik
2.6.2. Parameter Kajian Kinematik Pada Sistem Rem
2.7. Gerak Kinematik
2.7.1. Tipe – Tipe Pengereman
2.7.2. Perbandingan Gaya Input dan Output pada Sistem Rem
Mobil
2.7.3. Perhitungan Gaya Gesek Terhadap Proses Pengereman
2.8 Validasi Kuantitatif dan Kualitatif Data Jarak Pengereman
2.8.1. Validasi Kuantitaif
2.8.2. Validasi kualitatif
5
7
7
12
15
15
16
18
27
28
30
30
31
32
32
36
38
38
38
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Desain Parameter Analisis (Design Of Analysis)
3.1.1. Identifikasi Parameter
40
40
Universitas Sumatera Utara
v
3.1.2. Variabel yang Diamati
3.1.3. Tabel Data Pengukuran
3.2. Desain Eksperimen
3.2.1. Waktu dan Tempat
3.2.2. Alat Bahan dan Objek Penelitian
3.2.3. Prosedur pengujian
3.2.4. Tahapan Pengujian
3.3. Membangun Setup Pengujian
42
42
42
42
43
47
48
64
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Design Of Analysis
4.2. Gaya Input dan Output Pada Komponen Sistem Rem
4.3. Perhitungan Gaya Gesek Terhadap Proses Pengereman
4.4. Data Hasil Pengukuran Kinematik Pengereman
4.4.1. Pengukuran Data Sebelum Perbaikan
4.4.2. Pengukuran Data Setelah Perbaikan
4.5. Standart Jarak Pengereman Solarso dan Kiyokatsu Suga (�� )
4.6. Kategori Keamanan Jarak Pengereman (� )
4.7. Validasi Standart Jarak Pengereman
4.7.1. Validasi Kuantitatif
4.7.2. Validasi Kualitatif
4.8. Perbandingan Peforma Jarak Pengereman Sebelum dan Setelah
Dilakukan Perbaikan Pada Sistem Rem
4.9. Ringkasan hasil pengujian dan Analisa Kinematik Sebelum dan
Setelah Dilakukan Perbaikan Pada Mobil
67
67
71
72
73
82
93
95
96
96
98
101
103
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
DAFTAR PUSTAKA
105
106
107
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Perbandingan keunggulan dan kelemahan jenis – jenis
sistem rem berdasarkan prinsip kerjanya
Tabel 2.2. Keunggulan dan kelemahan tipe rem tromol
dan rem cakram menurut Afif Ahmad (2015)
Tabel 2.3. Komponen komponen sistem rem dan fungsinya
Tabel 2.4. Parameter input dan faktor penyebabnya
Tabel 2.5. Parameter ouput dan faktor penyebabnya
Tabel 2.6. Kategori keamanan jarak pengereman
Tabel 3.1. Data Pengukuran
Tabel 3.2. Spesifikasi mobil Daihatsu Thaft Hiline
Tabel 4.1. Parameter design of analysis
Tabel 4.2. Gaya input dan output pada komponen – komponen
sistem rem
Tabel 4.3. Data perhitungan gaya gesek terhadap proses
pengereman
Tabel 4.4. Data hasil pengukuran kinematik pengereman
kendaraan sebelum perbaikan
Tabel 4.5. Data hasil pengukuran kinematik pengereman
kendaraan setelah perbaikan
Tabel 4.6. Data standart jarak pengereman menurut Solarso
dan Kiyokatsu Suga (�� ) 1997:91
Tabel 4.7. Kategori Keamanan jarak pengereman
Tabel 4.8. Validasi jarak pengereman sebelum dilakukan
perbaikan pada kendaraan
Tabel 4.9. Validasi jarak pengereman setelah dilakukan
perbaikan pada kendaraan
Hal
9
17
19
31
31
39
42
47
67
70
72
74
85
94
95
96
97
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Gambar 2.2.
Gambar 2.3.
Gambar 2.4.
Gambar 2.5.
Gambar 2.6.
Gambar 2.7.
Gambar 2.8.
Gambar 2.9.
Gambar 2.10.
Gambar 2.11.
Gambar 2.12.
Gambar 2.13.
Gambar 2.14.
Gambar 2.15.
Gambar 2.16.
Gambar 2.17.
Gambar 2.18.
Gambar 2.19.
Gambar 2.20.
Gambar 2.21.
Gambar 2.22.
Gambar 2.23.
Gambar 2.24.
Gambar 2.25.
Gambar 3.1.
Gambar 3.2.
Gambar 3.3.
Gambar 3.4.
Gambar 3.5.
Gambar 3.6.
Gambar 3.7.
Gambar 3.8.
Gambar 3.9.
Gambar 3.10.
Gambar 3.11.
Gambar 3.12.
Skema sistem rem
6
Sistem rem mekanik
Sistem rem hidrolik
Sistem rem pneumatik
Sistem rem hidrolik ABS dengan wheel sensor
Sistem rem hidrolik ABS dengan wear indicator
Rem cakram
Rem tromol
Pedal rem
7
8
9
13
13
16
17
21
Booster rem
Master silinder ganda konvensional dan
Master silinder konvensional
Selang Fleksibel
tuas rem parkir
Kaliper rem
Kampas rem
Piringan cakram rem
Diagram alur proses DOP (Design Of Process)
Parameter Kajian Kinematik Pada Pengereman
Pedal Rem
Gaya pada pedal rem
Gaya tekan boster rem
Tekanan hidrolik pada sistem rem
Gaya tekan boster rem
Gaya gesek kampas rem dan piringan rem
Gaya gesek ban dan jalan
Diagram desain parameter
Timbangan pegas
Pegas ukuran 15 cm
Tang kawat
Pita meter
Bahan bakar solar
Kawat diameter 1 mm
Mobil Daihatsu Thaft Hiline
Diagram alir penelitian
Setup dinamometer pada pedal rem
Sketsa setup dinamometer pada pedal rem
Jalan Tri Dharma Kampus USU
22
23
23
24
25
26
27
29
31
33
34
34
35
36
37
37
41
43
44
44
45
45
46
46
63
64
64
65
Universitas Sumatera Utara
viii
Gambar 3.13.
Gambar 3.14.
Gambar 3.15.
Gambar 4.1.
Gambar 4.2.
Gambar 4.3.
Gambar 4.4.
Gambar 4.5.
Gambar 4.6.
Gambar 4.7.
Gambar 4.8.
Gambar 4.9.
Gambar 4.10.
Gambar 4.11.
Gambar 4.12.
Gambar 4.13.
Gambar 4.14.
Gambar 4.15.
Gambar 4.16.
Gambar 4.17.
Gambar 4.18.
Gambar 4.19.
Gambar 4.20.
Jalan Dr. Sofyan Kampus USU
Jalan Pasar II Setiabudi Medan
Sketsa setup jalan pengujian kinematik pengereman
Gaya input dan output pada komponen – komponen
sistem rem
Grafik gaya pada pedal rem vs tekanan hidrolik pada
komponen sistem rem
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
10 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan
10 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
10 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
20 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan
20 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
20 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
30 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan
30 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
30 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
40 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan
40 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
40 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
50 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan
50 km/jam Sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
50 km/jam Sebelum perbaikan
Perbaikan yang dilakukan pada sistem rem kendaraan
(tromol dan kaliper)
Perbaikan yang dilakukan pada sistem rem kendaraan
(kaliper dan tromol)
Perbaikan yang dilakukan pada sistem rem kendaraan
65
65
66
70
71
75
75
76
76
77
77
78
78
79
79
80
80
81
81
82
83
83
Universitas Sumatera Utara
ix
Gambar 4.21.
Gambar 4.22.
Gambar 4.23.
Gambar 4.24.
Gambar 4.25.
Gambar 4.26.
Gambar 4.27.
Gambar 4.28.
Gambar 4.29.
Gambar 4.30.
Gambar 4.31.
Gambar 4.32.
Gambar 4.33.
Gambar 4.34.
Gambar 4.35.
Gambar 4.36.
Gambar 4.37.
Gambar 4.38.
(tromol)
Perbaikan yang dilakukan pada sistem rem kendaraan
(master rem)
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
10 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan
10 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
10 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
20 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan
20 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
20 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
30 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan
30 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
30 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
40 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan
40 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
40 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
50 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak vs percobaan ke-2 kecepatan
50 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
50 km/jam Setelah perbaikan
Jarak Pengereman sebelum dilakukan perbaikan pada
sistem rem kendaraan
Jarak Pengereman setelah dilakukan perbaikan pada
sistem rem kendaraan
83
84
86
86
87
87
88
88
89
89
90
90
91
91
92
92
93
101
102
Universitas Sumatera Utara
x
DAFTAR NOTASI
Simbol
s
v
e
�
te
K
a
b
FK
F
FKb
Pe
dm
Fp
d
F�
�
W
M
se
se1
se2
ss
sr
Keterangan
Jarak
Kecepatan
Koefisien gesek ban dan jalan
Percepatan gravitasi
Waktu pengereman
Perbandingan jarak tuas pedal rem
Jarak keselurahan pedal rem
Jarak titik tengah pedal ke atas
Gaya yang dihasilkan pedal rem
Gaya
Gaya yang dihasilkan booster rem
Tekanan hidrolik
Diameter silinder master rem
Gaya tekan pada pad rem
Diameter silinder kaliper
Gaya Gesek Pengereman
Koefisien Gesek
Beban
Massa
Jarak pengereman hasil pengujian
Jarak pengereman hasil pengujian
sebelum sistem rem diperbaiki
jarak pengereman hasil pengujia
sebelum sistem rem diperbaiki
Standart jarak pengereman Solarso
dan Kiyokatsu Suga
Standart jarak pengereman Rugerri TL
Satuan
m
m/s
m/s2
s
cm
cm
kgf
kgf
kgf
kg/cm2
cm
kgf
cm
N
N
Kg
m
m
m
m
m
Universitas Sumatera Utara
KONDISI DAN PENILAIAN ANALISA KINEMATIK
PENGEREMAN MOBIL
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Oleh :
ARDHIAN FAUZA
(120401002)
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
i
ABSTRAK
Peningkatan angka kecelakaan lalu lintas yang terus meningkat di Indonesia
membuat Indonesia menjadi negara dengan jumlah korban jiwa terbanyak kelima
akibat kecelakaan lalu lintas di dunia. Banyak faktor yang menjadi penyebab
kecelakaan di Indonesia, salah satunya adalah malfungsi sistem rem kendaraan.
Sistem kendaraan menjadi sangat penting keberaannya di kendaraan yang berperan
sebagai sistem keamanan. Tujuan dari Penelitian ini adalah untuk melihat
perbandingan dan karateristik pengereman mobil secara kinematik dan melihat
apakah parameter output yang ada pada pengujian analisa kinematik yaitu jarak dan
waktu pengereman dapat menjadi indikasi performa dari sistem rem pada
kendaraan. Manfaat penelitian ini adalah sebagai dasar pengetahuan untuk
mengidentifikasi peforma sistem rem kendaraan sehingga kecelakaan akibat
malfungsi pada sistem rem dapat dicegah dan angka kecelakaan yang terjadi di
Indonesia dapat berkurang. Untuk itu maka dilakukan pemantauan dan penilaian
kondisi pada sistem rem kendaraan dengan metode eksperimental dan analisa
kinematik pengereman dengan melakukan percobaan dalam varian parameter input
di kecepatan dan gaya pada pedal rem yang kemudian dibebankan pada sistem rem.
Berdasarkan varian tersebut maka didapatkan perbandingan varian parameter
output jarak pengereman. Berdasarkan input yang diberikan maka fenomena yang
terjadi pada sistem rem kendaraan akan dianalisa. Dengan melakukan analisa dan
validasi pada jarak pengereman terhadap kecepatan kendaraan maka didapatkan
bahwa parameter output yaitu jarak pengereman dapat menjadi parameter indikasi
dari peforma sistem rem yang ada pada kendaraan.
Kata kunci : Angka kecelakaan, identifikasi performa, sistem rem, eksperimental,
analisa kinematik, jarak pengereman
Universitas Sumatera Utara
ii
ABSTRACT
The increasing number of traffic accidents that continue to increase in
Indonesia makes Indonesia the country with the fifth most fatalities due to traffic
accidents in the world. Many factors are the cause of accidents in Indonesia, one of
which is malfunction of vehicle brake system, vehicle system becomes very
important presence in vehicle that acts as security system. The purpose of this
research is to see the comparison and characteristic of kinematic car braking and to
see if the output parameters that exist in kinematic analysis of the distance and
braking time can be an indication of the performance of the brake system on the
vehicle. The benefit of this research is as a knowledge base to identify the
performance of the vehicle brake system so that accidents due to malfunctions in
the brake system can be prevented and the number of accidents occurring in
Indonesia can be reduced. Therefore, monitoring and assessment of the condition
of the vehicle brake system with experimental methods and kinematic braking
analysis by experimenting in variant input parameters at the speed and force on the
brake pedal which is then charged to the brake system. Based on these variants, we
get the comparison of distance variation of output parameters. Based on the input
given the phenomenon that occurs in the vehicle brake system will be analyzed. By
performing analysis and validation at the braking distance to the speed of the
vehicle it is found that the output parameters of the braking distance can be an
indication parameter of the existing brake system performance on the vehicle.
Keywords: Crash rate, performance identification, brake system, experimental,
kinematic analysis, braking distance.
Universitas Sumatera Utara
iii
KATA PENGANTAR
Puji serta syukur ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan karunia dan
rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menjadi Sarjana Teknik di
Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik , Universitas Sumatera Utara. Adapun
judul skripsi yang dipilih diambil dari mata kuliah Pemantauan Kondisi dan
Penilaian, yaitu : “Studi Eksperimental Pemantauan Kondisi dan Penilaian Analisa
Kinematik Pengereman Pada Mobil Sebelum dan Sesudah Dilakukan Perbaikan”.
Dalam Penulisan Skripsi ini penulis banyak mendapatkan bantuan, motivasi
dan pengetahuan dari pihak – pihak yang terkait dalam proses pembuatan skripsi
ini. Dalam pembahasan dan penyajian serta penulisan penulis telah berupaya sebaik
– baiknya dengan disiplin ilmu yang telah didapatkan dari perkuliahan, juga arahan
dan bimbingan dari Bapak Dr.Ir. M. Sabri, M.T. selaku dosen pembimbing.
Pada Kesempatan ini, penulis tidak lupa mengucapkan terimakasi sebesar –
besarnya kepada :
1. Kepada kedua orang tua penulis Irwan Salim dan Khamsi Zahrani atas
dukungan, doa, pengorbanan, dan kasih sayang yang selalu mereka berikan
kepada penulis, dengan dukungan dan kasih sayang mereka penulis akhirnya
dapat menyelesaikan skripsi ini.
2. Bapak Dr. Ir. M. Sabri, M.T. Selaku Dosen Pembimbing Skripsi yang banyak
memberikan arahan, bimbingan, motivasi, nasehat dan pelajaran yang sangat
berharga selama proses penyelesaian skripsi ini.
3. Bapak Dr. Ir. M. Sabri, M.T. dan Terang U.H.S.G Damanik, S.T., M. Sc.
Selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara.
4. Seluruh Staf Pengajar DTM FT USU yang telah memberikan bekal
pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi hingga penulis berhasil
menyelesaikan skripsi ini.
Universitas Sumatera Utara
iv
5. Bapak Ir. Risman Heriadi selaku kepala bengkel SUZUKI Jln. Adam Malik,
Medan yang telah berkenan untuk berdiskusi dengan penulis
6. Teman satu tim saya Anggi Nasution, Ramadhansyah putra, Taufiq Ridho
dan Nofiqbal Anissa yang selalu memberikan mendukung, motivasi, dan
menemani saya dalam menyelesaikan tugas skripsi ini
7. Teman – teman seperjuangan Teknik Mesin stambuk 2012 yang telah banyak
memberikan motivasi dan bantuan dalam penyelesaian skripsi ini.
Semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua dan dapat digunakan sebagai
pengembangan ilmu yang didapatkan selama dibangku kuliah. Apabila terdapat
kesalahan dalam penulisan dan penyusunan serta bahasa yang tidak tepat dalam
skripsi ini maka penulis mengharapkan saran dan kritikan yang bersifat
membangun dalam penyempurnaan skripsi ini.
Medan, Mei 2017
Penulis,
Ardhian Fauza
120401002
Universitas Sumatera Utara
iv
DAFTAR ISI
Hal
ABSTRAK
i
KATA PENGANTAR
iii
DAFTAR ISI
iv
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
viii
DAFTAR NOTASI
xi
BAB 1. PENDAHULUAN
1. 1.
1. 2.
1. 3.
1. 4.
1. 5.
Pendahuluan
Tujuan Penelitian
Batasan Masalah Penelitian
Manfaat Penelitian
Sistematika Penulisan
1
2
2
3
3
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sistem rem
2.2. Jenis – Jenis Sistem Rem
2.2.1. Jenis – Jenis Sistem Rem berdasarkan prinsip kerjanya
2.2.2. Jenis – Jenis Sistem Rem Berdasarkan
Sistem Kendali/kontrol
2.3. Tipe – Tipe Rem
2.3.1. Rem cakram / Disk Brake
2.3.2. Drum Brake / Tromol
2.4. Komponen Sistem Rem
2.5. Mekanisme Kerja Rem
2.6. Kajian yang Dipilih Dalam Akademik
2.6.1. Pemilihan Sistem Rem Dalam Kajian Akademik
2.6.2. Parameter Kajian Kinematik Pada Sistem Rem
2.7. Gerak Kinematik
2.7.1. Tipe – Tipe Pengereman
2.7.2. Perbandingan Gaya Input dan Output pada Sistem Rem
Mobil
2.7.3. Perhitungan Gaya Gesek Terhadap Proses Pengereman
2.8 Validasi Kuantitatif dan Kualitatif Data Jarak Pengereman
2.8.1. Validasi Kuantitaif
2.8.2. Validasi kualitatif
5
7
7
12
15
15
16
18
27
28
30
30
31
32
32
36
38
38
38
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Desain Parameter Analisis (Design Of Analysis)
3.1.1. Identifikasi Parameter
40
40
Universitas Sumatera Utara
v
3.1.2. Variabel yang Diamati
3.1.3. Tabel Data Pengukuran
3.2. Desain Eksperimen
3.2.1. Waktu dan Tempat
3.2.2. Alat Bahan dan Objek Penelitian
3.2.3. Prosedur pengujian
3.2.4. Tahapan Pengujian
3.3. Membangun Setup Pengujian
42
42
42
42
43
47
48
64
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Design Of Analysis
4.2. Gaya Input dan Output Pada Komponen Sistem Rem
4.3. Perhitungan Gaya Gesek Terhadap Proses Pengereman
4.4. Data Hasil Pengukuran Kinematik Pengereman
4.4.1. Pengukuran Data Sebelum Perbaikan
4.4.2. Pengukuran Data Setelah Perbaikan
4.5. Standart Jarak Pengereman Solarso dan Kiyokatsu Suga (�� )
4.6. Kategori Keamanan Jarak Pengereman (� )
4.7. Validasi Standart Jarak Pengereman
4.7.1. Validasi Kuantitatif
4.7.2. Validasi Kualitatif
4.8. Perbandingan Peforma Jarak Pengereman Sebelum dan Setelah
Dilakukan Perbaikan Pada Sistem Rem
4.9. Ringkasan hasil pengujian dan Analisa Kinematik Sebelum dan
Setelah Dilakukan Perbaikan Pada Mobil
67
67
71
72
73
82
93
95
96
96
98
101
103
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
DAFTAR PUSTAKA
105
106
107
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Perbandingan keunggulan dan kelemahan jenis – jenis
sistem rem berdasarkan prinsip kerjanya
Tabel 2.2. Keunggulan dan kelemahan tipe rem tromol
dan rem cakram menurut Afif Ahmad (2015)
Tabel 2.3. Komponen komponen sistem rem dan fungsinya
Tabel 2.4. Parameter input dan faktor penyebabnya
Tabel 2.5. Parameter ouput dan faktor penyebabnya
Tabel 2.6. Kategori keamanan jarak pengereman
Tabel 3.1. Data Pengukuran
Tabel 3.2. Spesifikasi mobil Daihatsu Thaft Hiline
Tabel 4.1. Parameter design of analysis
Tabel 4.2. Gaya input dan output pada komponen – komponen
sistem rem
Tabel 4.3. Data perhitungan gaya gesek terhadap proses
pengereman
Tabel 4.4. Data hasil pengukuran kinematik pengereman
kendaraan sebelum perbaikan
Tabel 4.5. Data hasil pengukuran kinematik pengereman
kendaraan setelah perbaikan
Tabel 4.6. Data standart jarak pengereman menurut Solarso
dan Kiyokatsu Suga (�� ) 1997:91
Tabel 4.7. Kategori Keamanan jarak pengereman
Tabel 4.8. Validasi jarak pengereman sebelum dilakukan
perbaikan pada kendaraan
Tabel 4.9. Validasi jarak pengereman setelah dilakukan
perbaikan pada kendaraan
Hal
9
17
19
31
31
39
42
47
67
70
72
74
85
94
95
96
97
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Gambar 2.2.
Gambar 2.3.
Gambar 2.4.
Gambar 2.5.
Gambar 2.6.
Gambar 2.7.
Gambar 2.8.
Gambar 2.9.
Gambar 2.10.
Gambar 2.11.
Gambar 2.12.
Gambar 2.13.
Gambar 2.14.
Gambar 2.15.
Gambar 2.16.
Gambar 2.17.
Gambar 2.18.
Gambar 2.19.
Gambar 2.20.
Gambar 2.21.
Gambar 2.22.
Gambar 2.23.
Gambar 2.24.
Gambar 2.25.
Gambar 3.1.
Gambar 3.2.
Gambar 3.3.
Gambar 3.4.
Gambar 3.5.
Gambar 3.6.
Gambar 3.7.
Gambar 3.8.
Gambar 3.9.
Gambar 3.10.
Gambar 3.11.
Gambar 3.12.
Skema sistem rem
6
Sistem rem mekanik
Sistem rem hidrolik
Sistem rem pneumatik
Sistem rem hidrolik ABS dengan wheel sensor
Sistem rem hidrolik ABS dengan wear indicator
Rem cakram
Rem tromol
Pedal rem
7
8
9
13
13
16
17
21
Booster rem
Master silinder ganda konvensional dan
Master silinder konvensional
Selang Fleksibel
tuas rem parkir
Kaliper rem
Kampas rem
Piringan cakram rem
Diagram alur proses DOP (Design Of Process)
Parameter Kajian Kinematik Pada Pengereman
Pedal Rem
Gaya pada pedal rem
Gaya tekan boster rem
Tekanan hidrolik pada sistem rem
Gaya tekan boster rem
Gaya gesek kampas rem dan piringan rem
Gaya gesek ban dan jalan
Diagram desain parameter
Timbangan pegas
Pegas ukuran 15 cm
Tang kawat
Pita meter
Bahan bakar solar
Kawat diameter 1 mm
Mobil Daihatsu Thaft Hiline
Diagram alir penelitian
Setup dinamometer pada pedal rem
Sketsa setup dinamometer pada pedal rem
Jalan Tri Dharma Kampus USU
22
23
23
24
25
26
27
29
31
33
34
34
35
36
37
37
41
43
44
44
45
45
46
46
63
64
64
65
Universitas Sumatera Utara
viii
Gambar 3.13.
Gambar 3.14.
Gambar 3.15.
Gambar 4.1.
Gambar 4.2.
Gambar 4.3.
Gambar 4.4.
Gambar 4.5.
Gambar 4.6.
Gambar 4.7.
Gambar 4.8.
Gambar 4.9.
Gambar 4.10.
Gambar 4.11.
Gambar 4.12.
Gambar 4.13.
Gambar 4.14.
Gambar 4.15.
Gambar 4.16.
Gambar 4.17.
Gambar 4.18.
Gambar 4.19.
Gambar 4.20.
Jalan Dr. Sofyan Kampus USU
Jalan Pasar II Setiabudi Medan
Sketsa setup jalan pengujian kinematik pengereman
Gaya input dan output pada komponen – komponen
sistem rem
Grafik gaya pada pedal rem vs tekanan hidrolik pada
komponen sistem rem
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
10 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan
10 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
10 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
20 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan
20 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
20 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
30 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan
30 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
30 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
40 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan
40 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
40 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
50 km/jam sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan
50 km/jam Sebelum perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
50 km/jam Sebelum perbaikan
Perbaikan yang dilakukan pada sistem rem kendaraan
(tromol dan kaliper)
Perbaikan yang dilakukan pada sistem rem kendaraan
(kaliper dan tromol)
Perbaikan yang dilakukan pada sistem rem kendaraan
65
65
66
70
71
75
75
76
76
77
77
78
78
79
79
80
80
81
81
82
83
83
Universitas Sumatera Utara
ix
Gambar 4.21.
Gambar 4.22.
Gambar 4.23.
Gambar 4.24.
Gambar 4.25.
Gambar 4.26.
Gambar 4.27.
Gambar 4.28.
Gambar 4.29.
Gambar 4.30.
Gambar 4.31.
Gambar 4.32.
Gambar 4.33.
Gambar 4.34.
Gambar 4.35.
Gambar 4.36.
Gambar 4.37.
Gambar 4.38.
(tromol)
Perbaikan yang dilakukan pada sistem rem kendaraan
(master rem)
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
10 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan
10 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
10 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
20 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan
20 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
20 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
30 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan
30 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
30 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
40 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-2 kecepatan
40 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
40 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-1 kecepatan
50 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak vs percobaan ke-2 kecepatan
50 km/jam Setelah perbaikan
Grafik gaya vs jarak percobaan ke-3 kecepatan
50 km/jam Setelah perbaikan
Jarak Pengereman sebelum dilakukan perbaikan pada
sistem rem kendaraan
Jarak Pengereman setelah dilakukan perbaikan pada
sistem rem kendaraan
83
84
86
86
87
87
88
88
89
89
90
90
91
91
92
92
93
101
102
Universitas Sumatera Utara
x
DAFTAR NOTASI
Simbol
s
v
e
�
te
K
a
b
FK
F
FKb
Pe
dm
Fp
d
F�
�
W
M
se
se1
se2
ss
sr
Keterangan
Jarak
Kecepatan
Koefisien gesek ban dan jalan
Percepatan gravitasi
Waktu pengereman
Perbandingan jarak tuas pedal rem
Jarak keselurahan pedal rem
Jarak titik tengah pedal ke atas
Gaya yang dihasilkan pedal rem
Gaya
Gaya yang dihasilkan booster rem
Tekanan hidrolik
Diameter silinder master rem
Gaya tekan pada pad rem
Diameter silinder kaliper
Gaya Gesek Pengereman
Koefisien Gesek
Beban
Massa
Jarak pengereman hasil pengujian
Jarak pengereman hasil pengujian
sebelum sistem rem diperbaiki
jarak pengereman hasil pengujia
sebelum sistem rem diperbaiki
Standart jarak pengereman Solarso
dan Kiyokatsu Suga
Standart jarak pengereman Rugerri TL
Satuan
m
m/s
m/s2
s
cm
cm
kgf
kgf
kgf
kg/cm2
cm
kgf
cm
N
N
Kg
m
m
m
m
m
Universitas Sumatera Utara